（交通运输规划与管理专业论文）城市主干道公交专用道设置条件研究.pdf

摘要 摘要 优先发展城市公共交通已经成为城市交通发展的基本战略，在城市主干道上布设公交专用道是 公交优先的一种基本形式。从开辟公交专用道的实践上看，有些城市公交专用道设置后取得的效果 不明显，甚至对城市交通系统带来负面的影响。本文以江苏省建设系统科技计划项目“城市主干道 公交车辆优先通行设施设计与管理技术”( $ 2 0 0 7 j t - 1 2 1 ) 为依托，就城市主干道公交专用道设置条件 进行较为系统的研究，提出设置公交专用道的道路和交通条件定量判断标准，为公交专用道的设置 提供参考依据。 论文首先对路段和交叉口公交专用道的设置方法进行了介绍，并总结出各种专用道形式的优缺 点和适应性；接着论文介绍了公交专用道交通标志标线设计并提出了公交专用道的优先时段。 在设置公交专用道的道路条件方面，论文分析了车道数、车道宽度、中央分隔带、公交站点、 路侧开口干扰对设置公交专用道的约束和影响。对于设置公交专用道的车道数条件，论文以设置公 交专用道后路段通行能力满足社会车辆通行需求为约束建模；对于路侧开口干扰情况，论文利用微 观仿真的方法研究了特定长度路段路侧开口交通量和开口数量对路侧型公交专用道的影响。 在设置公交专用道的交通条件方面，主要考虑了道路饱和度和公交流量比例两个因素。论文首 先将城市主干道路段分为纯路段、公交站点影响路段和交叉口影响路段。对于纯路段开辟公交专用 道的饱和度条件，论文以设置公交专用道后路段服务水平变化为约束提出了道路饱和度标准；对于 交叉口开辟公交专用道的饱和度条件，论文在分析交叉口停车延误各个影响因素的情况下，提出以 设置专用道前后交叉口服务水平对比的方法确定饱和度标准；对于纯路段设置专用道的公交流量比 例，论文结合路阻函数模型以路段人均出行时耗最小为目标建立模型求解设置专用道的最佳公交流 量比例，并给出了不同车道数和交通量条件下的最佳流量比例值；对于交叉口设置专用道的公交流 量比例，论文结合交叉口停车延误公式以人均延误最小为目标建立模型求解设置专用道的最佳公交 流量比例，并给出了不同进口道数量、通量条件和典型信号配时条件下设置专用道的最佳公交流量 比例。最后，论文以南京市一个路段和交叉口为例，利用本文的所提出的研究方法考察其能否满足 设置公交专用道的条件，并对设置公交专用道的微观效益进行了初步分析。 关键词：公交专用道；道路条件：饱和度；公交流量比例；停车延误 a b s t r a c t a b s t r a c t b u sp r i o r i t yh a sb e c o m eab a s i cs t r a t e g yo f u r b a nt r a n s p o r td e v e l o p m e n t n es e t t i n go fb u sl a n eo n a r t e r i a l si sab a s i cf o r mf o rb u sp r i o r i t y f r o mt h ep r a c t i c eo fb u sl a n es e t t i n g ，t h ep e r f o r m a n c ei sn o t s i g n i f i c a n ti ns o m ec i t i e s ；a n dt h e r ec o u l db en e g a t i v ei m p a c t so nu r b a nt r a n s p o r ts y s t e mo ns o m er o a d b a s e do nt h ep r o j e c t ：d e s i g na n dm a n a g e m e n tt e c h n o l o g yf o rb u sp r i o r i t yo nu r b a nb u s a r t e r i a l s ”( j s 2 0 0 7 j h 21 ) f u n d e db yt h es c i e n c ea n dt e c h n o l o g yp r o g r a mo fj i a n g s up r o v i n c i a lc o n s t r u c t i o n d e p a r t m e n t , t h i st h e s i se x a m i n e dt h es e t t i n gc o n d i t i o no fb u sl a n es y s t e m a t i c a l l y , a n dp r e s e n t e dt h es e t t i n g c r i t e r i ao fb u sl a n e ，w h i c hc a nb et h e r e f e r e n c ef o rb u sl a n es e t t i n g t h i st h e s i si n t r o d u c e dt h em e 也o d so fb u sl a n es e t t i n gi nl i n ka n di n t e r s e c t i o n ，a n dg e n e r a l i z e d 也e s t r e n g t h sa n dw e a k n e s s e so ft h es p e c i f i ct y p eo fb u sl a n e s s e c o n d l y , t h et h e s i si n t r o d u c e dt h ed e s i g n m e t h o d so ft r a f f i cs i g n sa n dt r a f f i cm a r k i n g so nb u sl a n e ，a n dt h et h e s i sp r e s e n t e dt h ea p p r o p r i a t et i m ef o r b u sp r i o r i t y i nt e r mo ft h er o a dc o n d i t i o nf o rb u sl a n es e t t i n g ，t h et h e s i sa n a l y z e dt h ei m p a c to ft h en u m b e ro fl a n e s ， t h el a n ew i d t h ，t h em e d i a n ，b u ss t a t i o n ，r o a d s i d ei n t e r f e r e n c et ot h eb u sl a n e t ot h en u m b e ro fl a n e s ，t l l e t h e s i se s t a b l i s h e da na n a l y s i sm o d e l sb a s e do i lt h ec a p a c i t yr e s t r a i n tt ot h es o c i a lv e h i c l e t ot h er o a d s i d e i n f e r e n c e ，t h et h e s i sa d o p t e dam i c r o s i m u l a t i o nm e t h o dt oa n a l y z et h ei m p a c to nt h eb u sl a n ew h i c h i n c l u d e st h er o a d s i d et r a f f i cv o l u m ea n dt h en u m b e ro f r o a do p e n i n gi nac e r t a i nd i s t a n c e i nt e r mo ft h et r a f f i cc o n d i t i o nf o rb u sl a n es e t t i n g ，t h et h e s i sc o n s i d e r e dt h ed e g r e eo fs a t u r a t i o na n d t h er a t i oo fb u s n et h e s i sd i v i d e dt h er o a d w a yi n t ot h r e es e c t i o n s ：p u r eh f l k ，b u ss t a t i o n - i m p a c t e dl i n ka n d i n t e r s e c t i o n i m p a c t e dl i n k t ot h es a t u r a t i o nc r i t e r i ao fp u r el i n k ，t h e t h e s i sc o n s i d e r e dt h ec h a n g eo f s e r v i c el e v e l a f t e rt h es e t t i n go f b u sl a n e ；t ot h es a t u r a t i o nc r i t e r i ao fi n t e r s e c t i o n ，t h et h e s i sa n a l y z e dt h e i m p a c tf a c t o r st o 也es t o pd e l a y , t h e nt h et h e s i sc o n s i d e r e dt h ec h a n g eo fi n t e r s e c t i o ns e r v i c el e v e la f t e rt h e s e t t i n go f b u sl a n e ；t ot h eb u sr a t i oo fp u r el i n k ，t h et h e s i sc o m b i n e dt h er o a dp e r f o r m a n c ef u n c t i o n sa n d e s t a b l i s h e dam o d e lm i n i m i z e dt h ea v e r a g et r a v e lt i m e ，t h e nt h et h e s i sb r o u g h tu pt h em o s ta p p r o p r i a t eb u s r a t i of o rb u sl a n es e t t i n gu n d e rd i f f e r e n tr o a dn u m b e ra n dt r a 伍cv o l u m e ；t ot h eb u sr a t i oo fi n t e r s e c t i o n ，t l l e t h e s i sc o m b i n e dt h es t o pd e l a ya n dm i n i m i z e dt h ea v e r a g ep e r s o nd e l a y , t h e nt h et h e s i sb r o u g h tu pt h em o s t a p p r o p r i a t eb u sr a t i of o rb u sl a n es e t t i n gu n d e rd i f f e r e n tl a n en u m b e r , t r a f f i cv o l u m ea n ds i g n a lt i m i n g i n t h ee n d , t h et h e s i st o o kal i n ka n di n t e r s e c t i o ni nn a n j i n gc i t yf o re x a m p l e ，u s e dt h ea b o v e - m e n t i o n e d t h e o r yt os t u d yt h es e t t i n gc o n d i t i o nf o rb u sl a n e ，t h et h e s i sa l s og a v eam i c r o - b e n e f i te v a l u a t i o nm e t h o do f b u sl a n es e t t i n gr o u g h l y k e yw o r d s ：b u sl a n e ；r o a dc o n d i t i o n ；d e g r e eo fs a t u r a t i o n ；r a t i oo f b u sv o l u m e ；s t o pd e l a y n 东南大学学位论文独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成 果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表 或撰写过的研究成果，也不包含为获得东南大学或其它教育机构的学位或证书而使用过 的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并 表示了谢意。 研究生签名：j 崖气 东南大学学位论文使用授权声明 东南大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆有权保留本人所送交学位论文的 复印件和电子文档，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内 容和纸质论文的内容相一致。除在保密期内的保密论文外，允许论文被查阅和借阅，可 以公布( 包括刊登) 论文的全部或部分内容。论文的公布( 包括刊登) 授权东南大学研 究生院办理。 研究生签名：三堡垒导师签名：奶峰 第一章绪论 第一章绪论 1 1 研究背景及意义 随着城市经济的快速发展，城市机动车增长迅猛，城市建设规模不断扩大，城市人口高度集中 并大幅度增长，交通需求迅速扩大，而道路交通基础设施建设与交通管理水平相对滞后，使得城市 交通需求与供给之间的矛盾越来越突出，城市“乘车难”、“行车难”的局面在加剧。交通拥挤、交 通延误以及由此引起的噪声、废气污染严重影响着城市居民的正常生活以及社会经济的持续、健康 发展。同时，随着机动化进程的加快，私人小汽车逐渐泛滥，大量的石油资源消耗严重威胁着国家 的能源安全。 我国城市交通的现状已引起了政府、公众和社会各界的广泛关注，有关专家学者和交通工程师 们在吸取各国城市交通发展经验的基础上，找到了一条缓解我国城市交通问题的有效途径，即优先 发展城市公共交通。2 0 0 4 年3 月6 日，建设部颁布了建设部关于优先发展城市公共交通的意见 ( 建城 2 0 0 4 1 3 8 号) ；2 0 0 5 年1 1 月，温家宝总理批示指出，优先发展城市公共交通是符合中国实际的 城市发展和交通发展的正确战略思想；2 0 0 5 年1 1 月，曾培炎副总理批示指出，建设部要进一步采 取措施，引导各地优先发展公共交通，促进城市健康发展。“公交优先”从广义上理解，是指凡是有 利于公交发展的一切政策和措施：从狭义上理解，是指在交通控制管理范围内，公交车辆在道路上 优先通行的技术措施。优先发展城市公共交通主要包括建设轨道交通和公交专用( 车) 道( 路) 。轨 道交通具有运量大、车速高、不与其他车辆相互干扰冲突等优点，是一种较为理想的公共客流运输 方式，但轨道交通建设周期长，建设耗资巨大且运营费用昂贵，因此更多的公共客流运输还应由经 济、灵活、便利、大众化的公交车辆来承担。然而，目前我国许多城市公交方式出行的分担量普遍 较低，通过调查发现，公交车辆准点性差、等车时间长、公交服务质量差和乘坐不方便是出行者不 选择公交出行的主要原因，公交车辆的运行速度直接决定了公交车辆的准点率和延误，因此，通过 设置公交专用道，在空间上给与公交车辆优先通行权，可以提高公交车辆的运行速度，降低公交车 辆延误，降低车辆之间的干扰，提高公交车的服务质量，有效限制小汽车的增长率和使用率。 城市主干道是城市中主要的常速交通道路，主要为相邻组团之间和与市中心区的中距离运输服 务，是联系城市各组团及与城市对外交通枢纽联系的主要通道，主干路在城市道路网中起骨架作用， 客运需求量较大，在主干道开辟公交专用道对于有效地疏散客流，缓解城市交通拥堵，节约能源、 减少空气污染物的排放、降低噪声，促进城市交通的可持续发展具有重要意义。 然而，从北京、上海、沈阳、深圳、昆明、杭州等一些大城市实施公交专用道的实践上看，虽 然取得了一定的效果，但部分专用线的设置不够合理，开辟公交专用道存在盲目性和随意性，对公 交专用道产生的影响估计不足。突出表现为：公交专用道空闲而社会车道车辆过度拥挤；公交 专用道因隔离不明确或管理不善而形同虚设；公交专用道路侧随意开口，专用道车辆与进出路侧 开口车辆干扰严重。这导致我国部分城市公交专用道使用效率不高。 本文拟在典型主干道道路交通调查的基础上，通过研究城市主干道道路情况、道路交通量、饱 和度和公交车流量，以确定主干道设置公交专用道的道路条件和定量交通条件，从而避免公交专用 道设置的随意性和盲目性。提高主干道公交专用道设置的科学性和合理性，促进公共交通的发展。 东南大学硕士学位论文 1 2 国内外研究概况 1 2 1 国外研究概况 ( 1 ) 实践概括 公共交通优先6 0 年代初最早由法国巴黎提出，其后很快在世界各大城市得以推行。2 0 世纪 七十年代，美国为公共汽车通行建造了隔离式道路，这可以看作公交专用道的雏形【i 】：1 9 7 0 年 代b r t 系统开始出现在巴西的库里蒂巴，到了1 9 8 0 年代末库里蒂巴市建成了比较完善的b r t 系统网络【2 】该市实施巴士快速公交运营后，以地铁成本6 8 的投入，承担了6 0 7 0 的地 铁运输能力【3 】日客运量达1 9 0 万人次，7 5 的通勤出行采用b r t 系统【4 】：1 9 9 7 年9 月，英国 在通往希思罗机场的快速路上开设了第一条公共交通专用道，调查发现公共交通专用道的设置使 得高峰时段公共汽车的运行时间大副下降，在早高峰时间段公共汽车的平均运行时间减少 9 7 m i n 【l j ；美国洛杉矶市于2 0 0 0 年6 月2 4 日开始在洛杉矶郡的两条主要交通走廊威尔榭惠蒂尔 大道和范杜拉大道上开辟公交专用道，运营后发现威尔榭惠蒂尔大道出行时间节省了2 9 ，范 杜拉大道出行时间节省了2 3 【5 】。 在至今3 0 多年的实践中，公交专用道在世界各个国家得到广泛推广和应用，仅欧洲现在拥有 公交专用道( 路) 的城市占到8 9 【l 】。 ( 2 ) 理论研究 美国对公交专用道的研究多出于国家公路合作研究机构( n a t i o n a lc o o p e r a t i v eh i g h w a y r e s e a r c hp r o g r a m , n c h r p ) 的研究报告中。研究范围包括公交专用道的规划、设计、营运管理 与评价。欧美国家对公交车道通行能力与服务水平研究较深入，研究方法包括理论模型法和模拟 方法。 s h a h r i a r 等建立了公交专用车道的宏观模拟模型，考虑因素包括公交行程时间，能源消耗和 尾气排放等【6 】。s h a l a b y 等使用t r a n s y t - 7 f 软件对设有公交专用车道的城市主干道车辆运行进 行模拟分析，对比了设置公交专用道前后车流的车速和延误的变化，为专用道微观效益评价提供 了初步思路【7 】。美国波士顿东北大学的p e t e rgf u r t h 和荷兰代夫特大学的t h e oh j m u l l e r 研究 了信号交叉口的有条件公交优先，通过某一交叉口在三种不同条件( 无优先、完全优先和有条件 优先) 下的交通影响实验，发现相对于无优先和完全优先导致交叉口延误增加，有条件优先可以 使交叉口延误下降，服务水平提升惮j 。 1 2 2 国内研究概况 ( 1 ) 实践概括 2 0 世纪8 0 年代初，公交优先的概念传入我国，随后许多大城市陆续展开开辟公交专用道的实 践探索。1 9 9 7 年北京率先开辟了中国第一条公交优先车道，以公交线路条数最多的长安街为试点， 经过一段时间的运营实践表明，公交专用道开辟后其经济效益、社会效益及环境效益都有明显的改 善，公交车辆速度提高2 5 以上【。至1 9 9 7 年底，又先后在崇文门大街，朝内大街第四条大街设置 了公交专用道，使当年公交专用道总长度达到4 0 公里p j 。2 0 0 1 年，北京市公交专用车道总条数己达 4 4 条，总长度突破1 0 0 公里。2 0 0 4 年1 2 月2 5 日，从北京前f - 至u 木挥园的南中轴路大容量快速公交 一期线路正式运营，全长约5 k m 。预计到2 0 0 8 年，北京市包括公交专用道在内的城市快速公交系统 总里程将达到2 0 0 公里，从而使公共交通在市民日常出行比例中由目前的2 7 提高到6 0 左右【i 】。 深圳市在公交优先通行方面起步也比较早，已经对总长约3 5 公里的城市主干道进行了公交专用 道系统的规划和实施，并在3 8 个平面交叉口设置了公交专用进口道，公交优先通行网络已初步形成。 2 第一章绪论 实施后，公交车准点率提高2 0 ，运营效率提高3 0 ，公交车平均运行速度提高6 4 ，客运量提高 1 4 6 1 t o 。 昆明于1 9 9 3 年与瑞士苏黎世开展城市公共交通规划的技术合作。1 9 9 9 年4 月第一条公交专用 道开通，昆明公交专用道既吸收了国外最新的公共交通设计思想，又考虑了中国城市交通的具体特 征，为其它城市改善公共交通提供了有意的参考。 ( 2 ) 理论研究 我国对城市公交优先通行技术的研究起步较晚，但在公交专用道布设形式、交叉口公交优先信 号控制、专用道站点优化和专用道后评价等方面都取得了不少成就。 在专用道布设方面：长安大学曾弈林从交叉口冲突、路段干扰、乘客到达停靠站的安全性和站 台设置的便利性四个方面对三种公交专用道布置形式作了定性的比较和分析，总结了三种形式的公 交专用道的适用范围【l l l ；同济大学杨晓光等针对国内外常用的路边型和路中型公交专用道布置模式， 对比了不同条件下公交车的车均延误差异，论证了公交专用道的最佳位置，并对路中型公交专用道 中途停靠站设置位置进行了一定研究【1 2 】；东南大学张卫华对公交专用进口道的设置方法、基于公交 优先通行的预信号控制下交叉口进口道布局及主信号与预信号配时的相互协调方法进行了较为详细 的分析，对交叉口设置公交专用进口道和设置预信号控制前后社会车辆与公交车辆延误的计算方法 进行了研究，构建了公交专用道规划方案的宏观评价体系【1 3 】；哈尔滨工业大学朱翠娟在分析公交“空 间优先”通行的信号交叉口的交通流特性的基础上，建立适用于公交专用车道的信号交叉口延误模 型和算法【1 4 】。 在专用道效益评价方面，研究方法主要包括仿真分析法和模型法。华中科技大学梅亚南等利用 v i s s i m 仿真对武汉市武珞路设置公交专用道后的改善效果进行了初略研究，发现设置公交专用道后 高峰小时公交车车速有明显的提高，公交车延误也有一定程度的降低【i5 】；北京交通大学高永等利用 微观仿真软件v i s s i m 和尾气排放分析软件c m e m 对道路网络车流状况进行模拟，比较设置公交专用 道前后车流运行指标的变化，初步验证了主干道设置公交专用道的优越性【l q ；同济大学白玉等通过 对比设置公交专用道后路段车辆行程时间，交叉口处饱和度、通行能力和人均延误的变化，提出了 公交专用道效益评价的方法，并通过实例分析初步证明了评价方法的可行性【1 7 j ；东南大学黄艳君通 过南京市和深圳市交通调查的数据重新标定了路阻函数模型，分别建立了路段上无公交专用道及设 置不同形式的公交专用道条件下公交车与社会车辆的速度模型，并对比分析了车辆的运行状态和车 速变化特征，为定量确定公交专用道的设置条件及专用道微观效益评价提供了一定参考依据【l o l 。 在专用道设置交通条件方面：东南大学陆建等借助b p r 路阻函数模型和交叉口停车延误模型对 路段和交叉口设置公交专用道所需公交车辆最佳流量进行了探讨，提出了设置公交专用道所需最佳 公交流量的计算方法，并通过南京市典型路段的调查数据验证了计算方法的可行性，为公交专用道 效益评价提供了初步思路【1 8 】【1 9 1 ；重庆交通学院刘伟以所有通过路段的出行者总时耗为目标函数，建 立了求解设置公交专用道流量的非线性规划模型，提出了不同类型道路相交设置公交专用道的临界 交通量的参考值【2 们，但该模型参数的标定受工程人员经验影响很大，不同的参数值计算得到的临界 流量值往往差异很大，模型适用性不强：东南大学叶欣、张卫华通过调查公交车辆的载客量和专用 道的通行能力，提出了设置公交专用道的路段客流量、公交流量和道路饱和度的经验值，认为路段 单向平均总客流量为5 0 0 0 人次小时、平峰小时断面单向公交车流量大于5 0 p e u h 或高峰小时断面单向 公交车流量大于1 5 0 p e u h 时、道路饱和度在0 5 o 8 时，有设置公交专用道的必要【2 i l 【2 2 】；武汉科技大 学丁卫东提出当路段单向平均公交车客流量达n 2 0 0 0 人次h 、道路高峰小时单向公交车辆达到 9 0 - - - 1 0 0 辆、公交车时速低于1 8 k m h 时，可考虑设置公交专用道【2 3 1 。同济大学的李彬、郭冠英等人提 出当断面单向公共交通客流量大于4 0 辆4 , 时或4 0 0 辆天以上时或公共汽车严重受阻，速度极低，很 难按时刻表运行时可设置公交专用车划矧。 3 东南大学硕士学位论文 综上所述，前人在公交专用道的布设条件、布设方法及适应性研究方面已做了不少的工作， 提出了公交专用道设置的一些具体定量指标，减少了在设置公交专用道时的盲目性，对公交专用 道在我国的应用和推广起到了积极的推动作用。但没有从效率角度论述这些定量指标确定的本质 原因，许多指标的确定只是凭借研究人员的经验或简单的交通调查，各个研究机构得出的设置公 交专用道定量指标差异很大，许多方面还有待进一步研究和探讨，如设置公交专用道的道路条件， 专用道形式选择的定量判断标准，开辟公交专用道的道路饱和度、道路交通量与公交流量比例， 这些方面还需要进行深入分析和并建立相应的理论体系。 1 3 研究目标 城市主干道是城市主要的客流通道，构成城市的交通骨架，在城市主干道上开辟公交专用道， 为公交车辆通行提供空间上的优先可以提高公交车的运行速度，节省乘客的出行时间，促进居民出 行方式向公交转移，最大程度地发挥城市干道的运输的效益。然而，公交专用道的设置需要考虑城 市道路和交通条件。如果在不宜设置的城市道路上设置了公交专用车道，不仅道路的通行能力得不 到充分的利用，交通安全也存在隐患，将会出现路段非公交车辆交通过度拥挤或相连接道路交通混 乱等问题。如果在应该设置的城市道路上没有设置，则公交车辆停靠、加减速影响其他车辆，同时 公交车辆的运行效率也会因其他混行车辆的影响而大大降低。 本文针对公交专用道设置上存在的盲目性和随意性，在总结和吸收前人研究成果的基础上，通 过效益对比的方法，分析公交专用道设置前后车流运行特性，提出城市主干道设置公交专用道的道 路和交通条件定量判断标准，为公交专用道的设置提供参考依据。 1 4 研究内容 ( 1 ) 公交专用道设置方法与适应性 结合已有的研究成果，总结出适合我国城市交通的公交优先通行措施，主要包括路段公交专用 道的设置形式、交叉口公交专用进口道的设置形式以及各类型专用道的适用条件。 ( 2 ) 城市主干道车流运行特性分析 路阻函数可以较好地描述路段上车流的运行状况，它是交通分配、道路交通质量评价的基础。 在路阻函数研究中，美国联邦公路局( b p r ) 的路阻函数模型是最有代表意义的一个研究成果。然 而用该模型对车辆运行速度进行评估时，不同的参数取值适用于不同的饱和度范围和道路类型。由 于我国城市道路交通流构成复杂，车辆性能、道路条件相差较大，因而国外的交通模型就很难直接 应用于我国的城市交通规划。近年来，国内一些研究者结合中国城市交通特点，对路阻函数进行了 研究，构造了一些适用的模型。本文将在南京市典型主干道交通调查的基础上，对模型进行检验并 对关键参数进行修正，利用路阻函数分析主干道车流的运行特性，为确定公交专用道设置的交通条 件提供参考。 ( 3 ) 设置公交专用道的道路条件 在不增加车道的情况下，公交专用道的设置势必占用社会车辆车道，对其他车辆产生排挤效应， 路幅宽度、车道数、路侧横向干扰等因素构成设置公交专用道的“硬件”约束。本文将对影响专用 道设置的各类道路因素进行系统分析，重点研究车道数和路侧开口干扰对专用道设置的影响，确定 设置公交专用道所需的道路条件。 ( 4 ) 设置公交专用道的交通条件 设置公交专用道所需考虑的交通条件主要包括道路交通量、饱和度、公交车流量、公交乘客流 量、公交运行速度等。开辟公交专用道要综合考虑公交车辆所获得的利益和社会车辆所损失的利益， 既要有利于公交车辆的通行，但又不使交通状况过于恶化，本文的研究将确定不同车道数情况下开 4 第一章绪论 辟公交专用道的交通量和饱和度以及最佳公交车流量比例标准。 1 5 研究方法与思路 目前国内在公交专用道设置所考虑的道路条件上，仅仅根据经验提到车道数条件，缺少对路侧 干扰情况的分析。本文拟利用交通仿真软件v i s s i m ，通过微观模拟的方法研究路侧开口情况对公交 专用道的影响，通过对路侧型公交专用道车流运行关键指标的提取和分析，量化路侧干扰情况对专 用道影响，完善主干道设置公交专用道的道路条件标准，同时也为主干道公交专用道形式选择提供 判断的初步依据。 在公交专用道设置所需考虑的交通量和道路饱和度标准方面。本文拟在城市主干道交通流运行 特性分析的基础上，利用标定后的路阻函数模型分析特定交通条件下车流的运行特性，提取交通流 运行关键指标，以服务水平等级变化为判断依据提出主干道路段设置公交专用道的交通量和饱和度 标准。对于交叉口设置专用进口道的交通量和饱和度标准，论文在分析交叉口停车延误各个影响因 素的情况下，提出以设置专用道前后交叉口服务水平对比的方法确定饱和度标准。 交通运输的目的是实现人和物的移动，而不是车辆的移动。对于主干道路段上设置公交专用道 的最佳公交车流量比例，本文拟利用标定后的路阻函数模型，建立以人均出行时间最小为目标的优 化模型，通过模型求解提出路段设置公交专用道的最佳公交车流量比例；对于交叉口设置专用进口 道的最佳公交流量比例，本文拟利用停车延误公式，建立以人均延误最小为目标的优化模型，通过 模型求解提出设置专用进口道的公交车流量比例标准。 5 第二章公室专用遒的设t 方法厦其适应性分析 第二章公交专用道的设置方法及其适应性分析 2 1 路段公交专用道的设置方法 公交专用道是指在城市道路路段上通过特定的交通标志、标线或其它鞴离设麓将其中一条或多 条车道分孺出来，仅供公共汽车在全天或一天中的某一对段使用。而社会车辆( 特殊车辆如消防车、 救护车、警车等除外) 在该时段内禁止使用的车道。当一条瞎段所有车道均为公交专用时，该路段 就成为公交专用路州 公交专用道的设置方法有两种即将路段原有车道进行隔离和新增车道。隔离指保持原有的车 道数不变，通过施划地面标线或铺设侧石、道钉、栅栏的方法将每个方向上的一条或几条车道划分 给公交车辆专用。这种方法适用于道路不易拓宽的情况，一般在老城区的干道上或公交走廊可以采 用这种方法设置公变专用道。新增车道指拓宽原有道路来增加机动车道，或者将非机动车道的一部 分与人行道台并，另一部分则与原先的机动车道合并，从而增设一条公交专用道，也可以通过清减 中央分龋带的宽度或撤除中央分隔带，重新进行车道划分以增设公交专用道。 按照公交专用道在路段上所址的位置，其设置方式主要有咀下三种：路中型公变专用道、路筒 型公交专用道、次路侧型公交专用道。 2 li 路中型公交专用道 路中型公交专用道是指将公变专用道设置在路段中央，即将位于道路中问的两条或多条机动车 道作为公交专用道使用在设置这种公盘专用道时可以通过设置隔离栏将公交专用道和其他车道 分离，以保证公共汽车的运行不受其他机动车的影响路中型公交专用道示意图见下圈2 - i 。 、八行道 非机动车道 机动车道 机动车道 机动车道 公变专用道 图2 - i 路中型公交专用道 路中型公变专用道的特点： 优点：这种影式的公交专用道可以减少公交车辆路埘所受的干扰，独立性较高具体表现在：0 不受路边停车影响或出租车临时停靠的影响：0 没有混行车辆( 机动车或非机动车) 的影响；0 不 受道路路侧进出交通的影响。由于横向干扰少，有利于减少公交车辆的路殷延误，相对于路外侧公 交专用道而亩，该类型公交专用道车辆运行速度较快是一种比较彻底的公交专用道模式 缺点：o 由于该类型的公交专用道一般设置在与道路中央分隔带相邻的车道上，车辆沿中央分 龋带行驶和停靠乘客上下车必须横向穿越机动车道到选公空站变通安全性较差，为了改善乘客 上下车的安全性，需要设置过街天桥、或地下通道到达公交车站增加了设置公交专用遒的成本；0 在没有中央分隅带的城市道路上，由于蔓在路中设置公交停靠站，这种专用道形式对道路宽度要求 9 t 飞一 v 上，、 、 | 咤 、一 来自 砸 位z 较高，在道路不能拓宽以增设公交站台的情况下，这种专用道形式不适用；0 由于我国的交通规则 是车辆靠右侧行驶，公交车辆车门开在右边，这种中央式公交专用道不方便乘客上下车。如果在中 央分隔带上设置停靠站，则车门就应该设计在左侧。 路中型公交专用道多用于城市资金投入较多，交叉口间距较大，交叉口左转或直行公交车辆较 多，道路较宽或进行大规模的城市道路改造或者在新建的主干道上设置公交寺用道时。由于路中型 公交专用道对道路条件要求较高，且乘客上下车安全隐患也较大，因此实施起来田难较多。 21 2 路侧型公交专用道 路侧型公交专用道是指将公交专用道设置在路段的两侧，即将位于道路虽外侧的车道作为公交 专用道使用见图2 - 2 ， 人往道 非机动车道嗣 公交专用道 机动车道 机动车道 机动车道 图2 2 路侧型公交专用道 路侧型公交专用道的特点： 优点：o 路侧型公交专用道占用道路赘潭少，投资较低。路侧型公空专用道充分利用现有的公 交停靠站，或者经过改造将停靠站设置在 彳亍道上，不需要新建行人过街设施和公交车站，节约了 大量的投资，易于实施；o 公交车站设置在路边，乘客候车及上下车条件好，不需要穿越马路，保 障了乘客的出行安全，符台人们的出行心理；o 不需要对公室车辆车门进行改造。 缺点：o 路倒型公变专用道容易受到干扰。如果在公变专用道与非机动车道( 或 行道) 之何 不采用物理隔离，则公交车辆的运行根容易受到非机动车和行人的干扰。此外，路侧单位出入口或 小路口车辆进出时需要和专用道上的公交车辆进行交织，因此也窖易干扰公交车辆的正常运行，增 加公交车辆的延误；0 不利于其它车辆临时停靠、上下车或装卸货容易被其它车辆违搜占用。 路侧型公交专用道多用于资金较少，非机动车较少，在前方交叉口右转或直行公交车流量较多， 且机动车道与非机动车道( 或人行道) 之间采用物理分隔，路侧机动车进出口和出租车停靠站均较 少的情况。 2 13 次路侧型公交专用道 次路侧型公交专用道是将从路侧数第二条机动车道设置为专用道，即公室专用道的两侧都有同 方向的社会车道，如图2 - 3 所示。 第= 章。变专用道的设置方怯受其适应性分析 人行道 非机动车道 机动车道 公交专用谨 机动车道 机动车道 、 一 。一。一一。z z 赫 圈2 - 3 次瞎鲴型公室专用道 次路侧型公交专用道是珞中型公交专用道和辟翻型公变专用道的折中方案与路中型公交专用 道相比歇路侧型公交专用遘不需要为建设行 过街设麓、公交停靠站而追加投资，对路幅的要求 不高，投资少，实蓝方便但是由于其不是完全隅高聃车道，所以受到一定的横行干扰( 表现为单 位进出口交通的影响) ，独立性不如路中型公空专用道，公变车速和载客能力锻低于路中型公；e 专 用道与路侧型公变专用道相比扶路侧型公室专用道谴兔了非机动车( 或行人) 的干扰，公交车 速和载客能力帮要高于路侧型公交专用道但是由于歇麝型公觉专用道仍然使用路边公交站点停 车，所以进站停车不如路倒量公交专用道便捷 冼路倒型盛交专用道多甩于资金较少、非机动车较多且无机非物理隔离设施，奴口直行公变 革流量较大的情况 2 2 公交专用道在交叉口处理方法 交叉口附近是公交车辆运行受阻最严重的地方，提高替交车辆在变叉口处的通行效率，对于节 省公交运行时问提高公变的准点率是最直接的交叉口赴的公交优先措施主蔓包括两十方面一 是在空间上为公交车通行提供方便如设置公空车辆专用进口道：另外一种方法是通过信号控耐为 公交车辆提供优先通行权本节就公交专用道在交叉口娅的赴理方 击进行撵讨 公交专用道在交叉口进口道的设置方法有咀下五种；路中型公交专用进口道、路侧型公室专用 避口道、次路侧型公变专用进口道、锯齿形进口道和设置回授线的进口道 2 21 路中型公交专用进口道 瞎中型公交专用进口道设置在道路中央，其示意图如下图2 4 所示 图2 - 4 路中型公交专用进口道 这种公交专用捧队车遒是配合路中型公交专用道而设，具有路中型公变专用遒的特点独立性 较强，受其它车辆影响较少但是存在着直行公交车与其他左转车辆的冲突在遘种情况下必须禁 止其他车辆左转或给其他左转车辆单独的相位l 嘲另外还存在着右转公交车辆驶离公交专用道而与 其它机动车辆产生的交织冲突。 东南大学硕士学位论文 2 2 2 路侧型公交专用进口道 路侧型公交专用进口道设置在道路的最外侧，这种形式的进口道与路侧型公交专用道相配合， 其示意图如下图2 5 所示。由于公交车辆与右转的其它车辆存在冲突，需设置一专用右转相位，有 时需设置车道信号灯以消除直行公交车辆与社会车辆右转之间的冲突，交叉口信号控制较为复杂。 另外还存在着左转公交车辆驶离公交专用道与其它机动车辆产生的冲突。 】k 产 公交专用道 图2 - 5 路侧型公交专用进口道 2 2 3 次路侧型公交专用进口道 次路侧型公交专用进口道将从路侧数第二条机动车道设置为专用道，这种形式的进口道与次路 侧型公交专用道相配合，其示意图如图2 6 所示。在这种形式的公交专用道中，直行公交车辆在公 交专用排队道上排队，左右转车辆在其它车辆的左右转车道上排队，这样既可以避免直行公交车辆 与左转其它车辆的冲突，又可以避免右转公交车辆与其它直行车辆的冲突。因此，这种形式的专用 进口道在国内应用较广泛。 2 2 4 锯齿形进口道 图2 - 6 次路侧型公交专用进口道 锯齿形公交优先进口道( 分为全部锯齿形和部分锯齿形) ，是为公交车辆配备多个进口道( 全部 锯齿形公交优先进口道是将交叉c i 所有进1 3 道都配备给公交车辆，部分锯齿形公交优先进v 1 道是将 交叉口部分进口道配备给公交车辆) ，使它们在红灯期间到达交叉口时能优先地分布于各进口道，等 待通行信号。这种处理方式必须在交叉口进口道的通行区域内设置两条停车线，为了尽量减少锯齿 形进口道对交叉口通行效率的影响，需要在后一条停车线上设置预先信号，通过预先信号来控制社 会车辆的通行。锯齿形公交优先进口道通过在交叉口为公交车辆提供更多的进口道，并增设预信号 车道灯，从空间上与时间上保证了公交车能够享受优先通行权。锯齿形进口道示意图如下图2 7 所 示。 9 第二章公交专用道的设置方法及其适应性分析 图2 7 锯齿形进口道 锯齿形进口道所占用的车道数应由红灯期间到达的公交车辆数( 即保证这些公交车辆在绿灯启 亮后，不经过两次停车，就能全部通过交叉口) ，其它各车道到达的社会车辆数( 排队车辆的停车次 数不应过多) ，以及路段长度所决定( 路段长度不应小于红灯期间车辆的排队长度，否则会影响上一 个交叉口车辆的正常通行) 2 6 1 。 2 2 5 回授线 公交专用车道在距离交叉口停车线前一定距离中止，这个距离叫“回授距离”或回授线，社会 车辆能够使用原本属于公交专用的那个进口道，回授线的设计能有效解决专用入口引道排队车辆较 少，而其它入口道排队很长的问题，同时还解决了公交专用车道一直延伸至路口所导致的右转车与 公交专用车道上的公交车辆存在的交织问题( 除非设置专用右转相位) 2 1 。回授线示意图如下图2 8 所示。 | o _ 。- 产 公交专用道 图2 - 8 回授线示意图 2 3 公交专用道的优先时段 关于公交专用道的优先使用时段，应综合考虑交通流的时空变化规律以及对社会车辆运行产生 的影响，从而发挥公共汽车载运量大，道路利用率高的优点。作息制的不同、工作日的长短以及地 域因素都影响城市交通流的变化。 从总体上看，不同作息制影响客流量的时段变化，上、下班时间直接决定了高峰小时出现的时 间，中午休息时间的长短决定了中午前后交通流的状况。我国目前采用的典型作息制一是传统的午 休制，另一种是中午一个小时休息时间的“朝九晚五”的工作制度。研究发现传统作息制条件下城 市交通流可划分为7 个时段，分别为：早高峰( 7 ：0 0 9 ：0 0 ) 、晚高峰( 1 7 ：3 0 1 8 ：3 0 ) 、午前小高峰( 1 2 ：0 0 前后) 、中午低峰( 1 3 ：0 0 前后) 、午后小高峰( 1 3 ：3 0 前后) 、平峰( 其它时段) 、低峰( 2 2 ：3 0 6 ：0 0 ) ； “朝九晚五”作息制条件下城市交通流可划分为5 个时段，分别为早高峰( 8 ：0 0 9 ：3 0 ) 、晚高峰 ( 1 7 ：0 0 1 8 ：0 0 ) 、中午低峰( 1 2 ：0 0 1 3 ：0 0 ) 、平峰( 其它时段) 、低峰( 2 2 ：3 0 6 ：0 0 ) 【z7 1 。交通流时段 变化特性是城市公交客运需求在天中变化的直接反应，公交专用道的设置需考虑客流需求的不均 匀性。 l o 东南大学硕士学位论文 从个体来看，道路在城市中所处的片区不同或道路周围的用地性质不同，产生和吸引交通量将 不同，交通流的变化规律也不同，例如城市外围和城市中心区道路，客流量和